18学年高中物理第一章电磁感应第五节电磁感应规律的应用检测粤教版选修3_2
(完整)粤教版高中物理教材目录(详细版)
必修一*第一章运动的描述第一节认识运动参考系质点第二节时间位移时间与时刻路程与位移第三节记录物体的运动信息打点计时器数字计时器第四节物体运动的速度平均速度瞬时速度第五节速度变化的快慢加速度第六节用图象描述直线运动匀速直线运动的位移图像匀速直线运动的速度图像匀变速直线运动的速度图像本章复习与测试*第二章探究匀变速直线运动规律第一节探究自由落体运动落体运动的思考记录自由落体运动轨迹第二节自由落体运动规律猜想与验证自由落体运动规律第三节从自由落体到匀变速直线运匀变速直线运动规律两个有用的推论第四节匀变速直线运动与汽车行驶本章复习与测试*第三章研究物体间的相互作用第一节探究形变与弹力的关系认识形变弹性与弹性限度探究弹力力的图示第二节研究摩擦力滑动摩擦力研究静摩擦力第三节力的等效和替代共点力力的等效力的替代寻找等效力第四节力的合成与分解力的平行四边形定则合力的计算分力的计算第五节共点力的平衡条件第六节作用力与反作用力探究作用力与反作用力的关系牛顿第三定律本章复习与测试*第四章力与运动第一节伽利略的理想实验与牛顿第一定律伽利略的理想实验牛顿第一定律第二节影响加速度的因素加速度与物体所受合力的关系加速度与物体质量的关系第三节探究物体运动与受力的关系加速度与力的定量关系加速度与质量的定量关系实验数据的图像表示第四节牛顿第二定律数字化实验的过程及结果分析牛顿第二定律及其数学表示第五节牛顿第二定律的应用第六节超重和失重超重和失重超重和失重的解释完全失重现象第七节力学单位单位制的意义国际单位制中的力学单位本章复习与测试必修二*第一章抛体运动第一节什么是抛体运动抛体运动的速度方向抛体做直线或曲线运动的条件第二节运动的合成与分解分运动与合运动运动的独立性运动的合成与分解第三节竖直方向的抛体运动竖直下抛运动竖直上抛运动第四节平抛物体的运动平抛运动的分解平抛运动的规律第五节斜抛物体的运动斜抛运动的分解斜抛运动的规律射程与射高弹道曲线本章复习与检测*第二章圆周运动第一节匀速圆周运动认识圆周运动如何描述匀速圆周运动的快慢第二节向心力感受向心力向心加速度生活中的向心力第三节离心现象及其应用离心现象离心现象的运用本章复习与检测*第三章万有引力定律及其应用第一节万有引力定律天体究竟做怎样的运动苹果落地的思考：万有引力定律的发现第二节万有引力定律的应用计算天体的质量理论的威力：预测未知天体理想与现实：人造卫星和宇宙速度第三节飞向太空飞向太空的桥梁——火箭梦想成真——遨游太空探索宇宙奥秘的先锋——空间探测器本章复习与检测*第四章机械能和能源第一节功怎样才算做了功如何计算功功有正、负之分吗？第二节动能势能动能重力势能弹性势能第三节探究外力做功与物体动能变第四节机械能守恒定律动能与势能之间的相互转化机械能守恒定律的理论推导第五节验证机械能守恒定律第六节能量能量转化与守恒定律各种各样的能量能量之间的转化能量守恒定律能量转化和转移的方向性第七节功率如何描述物体做工的快慢怎么计算功率功率与能量第八节能源的开发与利用能源及其分类能源危机与环境污染未来的能源本章复习与检测*第五章经典力学与物理学的革命第一节经典力学的成就与局限性经典力学的发展历程经典力学的伟大成就经典力学的极限性和适用范围第二节经典时空观与相对论时空观经典时空观相对论时空观第三节量子化现象黑体辐射：能量子假说的提出光子说：对光电效应的解释光的波粒二象性：光的本性揭示原子光谱：原子能量的不连续第四节物理学——人类文明进步的阶物理学与自然科学——人类文明进步的基石物理学与现代技术——人类文明进步的推动力本章复习与检测选修3-1*第一章电场第一节认识电场起点方式的实验探究电荷守恒定律第二节探究静电力点电荷库仑定律第三节电场强度电场电场的描述怎样“看见”电场第四节电势和电势差电势差电势等势面第五节电场强度与电势差的关系探究场强与电势差的关系电场线与等势面的关系第六节示波器的奥秘带电离子的加速带电离子的偏转示波器探秘第七节了解电容器识别电容器电容器的充放电电容器的电容决定电容的因素第八节静电与新技术锁住黑烟防止静电危害本章复习与测试*第二章电路第一节探究决定导线电阻的因素电阻定律的实验探究电阻率第二节对电阻的进一步研究导体的伏安特性电阻的串联电阻的并联第三节研究闭合电路电动势闭合电路的欧姆定律路端电压跟负载的关系测量电源的电动势和内阻第四节认识多用电表多用电表的原理学会使用多用电表第五节电功率电功和电功率焦耳定律和热功率闭合电路中的功率第六节走进门电路与门电路或门电路非门电路门电路的实验探究第七节了解集成电路集成电路概述集成电路的分类集成电路的前景本章复习与测试*第三章磁场第一节我们周围的磁象无处不在的磁场地磁场磁性材料第二节认识磁场磁场初探磁场有方向吗图示磁场安培分子电流假说第三节探究安培力安培力的方向安培力的大小磁通量第四节安培力的应用直流电动机磁电式电表第五节研究洛伦兹力洛伦兹力的方向洛伦兹力的大小第六节洛伦兹力与现代技术带电粒子在磁场中的运动质谱仪回旋加速器本章复习与测试本册复习与测试,选修3-2*第一章电磁感应第一节电磁感应现象第二节研究产生感应电流的条件第三节探究感应电流的方向感应电流的方向楞次定律右手定则第四节法拉弟电磁感应定律影响感应电动势大小的因素法拉第电磁感应定律感应电动势的另一种表述第五节法拉弟电磁感应定律的应用（一）法拉第电机电磁感应中的电路第六节法拉弟电磁感应定律的应用（二）电磁流量计电磁感应中的能量第七节自感现象及其应用自感现象自感系数日光灯第八节涡流现象及其应用涡流现象电磁灶与涡流加热涡流制动与涡流探测本章复习与检测*第二章交变电流第一节认识变交电流观察交变电流的图象交变电流的产生第二节交变电流的描述用函数表达式描述交变电流用图象描述交变电流第三节表征交变电流的物理量交变电流的周期和频率交变电流的峰值和有效值第四节电感器对交变电流的作用认识电感器电感器对交变电流的阻碍作用低频扼流圈和高频扼流圈第五节电容器对交变电流的作用电容器仅让交变电流通过电容器对交变电流的阻碍作用隔直电容器和高频旁路电容器第六节变压器认识变压器探究变压器的电压与匝数的关系理想变压器原副线圈中的电流第七节远距离输电从发电站到用户的输电线路为什么要用高压输电直流输电本章复习与检测*第三章传感器第一节认识传感器什么是传感器传感器的分类第二节探究传感器的原理温度传感器的原理光电传感器原理第三节传感器的应用生活中的传感器农业生产中的传感器工业生场中的传感器飞向太空的传感器第四节用传感器制作自控装置第五节用传感器测磁感应强度本章复习与检测选修3-3*第一章分子动理论第一节物体是由大量分子组成的分子的大小阿伏伽德罗常数第二节测量分子的大小实验原理实验器材实验与收集数据分析与论证第三节分子的热运动扩散现象布朗运动第四节分子间的相互作用力第五节物体的内能分子的动能温度分子势能物体的内能第六节气体分子运动的统计规律分子沿各个方向运动的机会相等分子速率按一定的规律分布本章复习与检测*第二章固体、液体和气体第一节晶体的宏观特征单晶体多晶体非晶体第二节晶体的微观结构第三节固体新材料新材料的基本特征新材料的未来第四节液体的性质液晶液体分子的排列液体分子的热运动液晶长丝状液晶螺旋状液晶第五节液体的表面张力液体的表面现象液体的表面张力及其微观解释第六节气体状态量体积温度压强第七节气体实验定律(Ⅰ)玻意耳定律第八节气体实验定律(Ⅱ)查理定律盖.吕萨克定律对气体实验定律的微观解释第九节饱和蒸汽空气的湿度饱和蒸汽饱和气压空气的湿度本章复习与检测*第三章热力学基础第一节内能功热量改变物体内能的两种方式第二节热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律运用举例第三节能量守恒定律能量守恒定律第一类永动机是不可能造成的第四节热力学第二定律热传导的方向性机械能和内能转化过程的方向性热力学第二定律热力学第二定律的微观实质熵第五节能源与可持续发展能源与环境温室效应酸雨能量降退与节约能源第六节研究性学习能源的开发利用与环境保护本章复习与测试选修3-4*第一章机械振动第一节初识简谐运动弹簧振子描述简谐运动的物理量第二节简谐运动的力和能量特征简谐运动的力的特征简谐运动的能量的特征第三节简谐运动的公式描述第四节探究单摆的振动周期单摆振动周期的实验探究第五节用单摆测定重力加速度第六节受迫振动共振受迫振动共振共振的利用和防止本章复习与检测*第二章机械波第一节机械波的产生和传播认识机械波机械波的产生机械波的传播纵波与横波第二节机械波的图象描述波的图象描述波的特征的物理量第三节惠更斯原理及其应用惠更斯原理波的反射波的折射第四节波的干涉与衍射波的干涉波的衍射第五节多普勒效应认识多普勒效应多普勒效应的成因多普勒效应的运用本章复习与检测*第三章电磁振荡与电磁波第一节电磁振荡电磁振荡电路的演变与构成电磁振荡过程中电场能和磁场能的转化电磁振荡的周期和频率第二节电磁场与电磁波麦克斯韦电磁场理论的基础思想电磁波的产生及其特点电磁场的物质性麦克斯韦电磁场理论的意义第三节电磁波的发射、传播和接收模仿赫兹实验电磁波的发射电磁波的传播无线电波的接收第四节电磁波谱光是电磁波电磁波谱第五节电磁波的应用无线电广播与电视移动通信电磁波与科技、经济、社会发展的关系本章复习与检测*第四章光第一节光的折射定律光的折射规律的实验探究折射角与光速的关系折射率第二节测定介质的折射率测量折射率第三节认识光的全反射现象光的全反射光导纤维的结构与应用第四节光的干涉双缝干涉现象光产生干涉的条件第五节用双缝干涉实验测定光的波长第六节光的衍射和偏振光的衍射光的偏振第七节激光激光激光的特性激光的应用全息照相用激光观察全息照片本章复习与检测*第五章相对论第一节狭义相对论的基本原理狭义相对论的诞生狭义相对论的基本原理“同时”的相对性第二节时空相对性时间间隔的相对性空间距离的相对性相对论的时空观第三节质能方程与相对论速度合成相对论质量质能方程相对论的速度合成定理第四节广义相对论广义相对论基本原理广义相对论的主要结论第五节宇宙学简介人类对宇宙演化的认识宇宙学的新进展本章复习与检测选修3-5*第一章碰撞与动量守恒第一节物体的碰撞历史上对碰撞问题的研究生活中的各种碰撞现象弹性碰撞和非弹性碰撞第二节动量动量守恒定律动量及其改变一维碰撞中的动量守恒定律第三节动量守恒定律在碰撞中的应. 第四节反冲运动第五节自然界中的守恒定律守恒与不变守恒与对称本章复习与检测*第二章波粒二象性第一节光电效应光电效应与光电流光电流的变化极限频率遏止电压电磁理论解释的困难第二节光子能量量子假说光子假说光电效应方程对光电效应的解释第三节康普顿效应及其解释第四节光的波粒二象性光的波粒二象性的本质概率波第五节德布罗意波德布罗意波假说电子衍射电子云不确定关系本章复习与检测*第三章原子结构之谜第一节敲开原子的大门探索阴极射线电子的发现第二节原子的结构α粒子散射实验原子的核式结构的提出第三节氢原子光谱巴耳末系氢原子光谱的其他线系原子光谱第四节原子的能级结构能及结构猜想氢原子的能级本章复习与检测*第四章原子核第一节走进原子核放射性的发现原子核的组成第二节核衰变与核反应方程原子核的衰变核反应方程半衰期第三节放射性同位素同位素放射性同位素的应用放射性的危害及防护第四节核力与结合能核力及其性质重核与轻核结合能第五节裂变和聚变核裂变链式反应受控热核反应第六节核能利用反应堆核电站核能利用第七节小粒子与大宇宙从小粒子到大宇宙——空间跨度从粒子寿命到宇宙年龄——时间跨度本章复习与检测。
高中物理粤教版选修3-2：涡流现象及其应用
图1-7-1
自主学习
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
活页规范 训练
【变式 2】 (双选)如图 1-7-2 所示，在 O 点正下方有一个具有
理想边界的磁场，铜环在 A 点由静止释放，向右摆至最高点 B，
不考虑空气阻力，则下列说法正确的是( )．
A．A、B 两点在同一水平线上
B．A 点高于 B 点
C．A 点低于 B 点
活页规范 训练
涡流制动与探测 (1)涡流制动 ①原理：导体 相对于磁场 运动，产生的感应电流会使导体受 到安培力， 安培力的方向 总是阻碍导体的运动． ②应用：电表的阻尼制动、高速机车制动的 涡流闸 、脱水机 的制动． (2)涡流探测 ①原理： 涡流 与互感． ②应用：探测行李包中的枪支、掩埋的地雷、金属覆盖膜厚度．
自主学习
图1-7-4
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
活页规范 训练
涡流的利与弊 1．(双选)如图 1-7-5 所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频 变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流 通过焊缝处产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而 工件其它部分发热很少，以下说法正确的是( )．
安培力方向与导体运 安培力方向与导体运动
培
同
动方向相反，为阻力 方向相同，为动力
力
点
能量 转化
克服安培力做功，其 他形式的能转化为电 能，最终转化为内能
磁场能转化为电能，通 过安培力做功，电能转
化为导体的机械能
自主学习
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
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涡流的利与弊
【典例 1】 变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成，而不采用 一块整硅钢，这是为了( )． A．增大涡流，提高变压器的效率 B．减小涡流，提高变压器的效率 C．增大涡流，减小铁芯的发热量 D．减小涡流，减小铁芯的发热量
法拉第电磁感应定律的应用
电磁感应复习题一、法拉第电磁感应定律的应用1.[粤教版选修3－2 P 18T 3改编]如图所示，半径为r 的n 匝线圈放在边长为L 的正方形abcd 之外，匀强磁场充满正方形区域并垂直穿过该区域，当磁场以ΔBΔt的变化率变化时，线圈产生的感应电动势大小为( )A ．0B ．n ΔBΔt·L 2C ．n ΔB Δt ·πr 2D ．n ΔB Δt ·r 22．(2016·北京高考)如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a 、b ，磁场方向与圆环所在平面垂直。
磁感应强度B 随时间均匀增大。
两圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为E a 和E b 。
不考虑两圆环间的相互影响。
下列说法正确的是( )A ．E a ∶E b ＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向B ．E a ∶E b ＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向C ．E a ∶E b ＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向D ．E a ∶E b ＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向3. (多选)如图甲所示，abcd 是匝数为100匝、边长为10 cm 、总电阻为0.1 Ω的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的图示匀强磁场中。
磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图乙所示。
则以下说法正确的是( )A ．导线圈中产生的是交变电流B ．在t ＝2.5 s 时导线圈产生的感应电动势为1 VC ．在0～2 s 内通过导线横截面的电荷量为20 CD ．在t ＝1 s 时，导线圈内电流的瞬时功率为10 W4. 如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd ，ab 边长大于bc 边长，置于垂直纸面向里、边界为MN 的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN 。
第一次ab 边平行MN 进入磁场，线框上产生的热量为Q 1，通过线框导体横截面的电荷量为q 1；第二次bc 边平行MN 进入磁场，线框上产生的热量为Q 2，通过线框导体横截面的电荷量为q 2，则( )A ．Q 1>Q 2，q 1＝q 2B ．Q 1>Q 2，q 1>q 2C ．Q 1＝Q 2，q 1＝q 2D ．Q 1＝Q 2，q 1>q 25轻质细线吊着一质量为m＝0.42 kg、边长为L＝1 m、匝数n＝10的正方形线圈，其总电阻为r＝1 Ω。
2011高二物理学案：1.5 电磁感应规律的应用(粤教版选修3-2)
1.5 电磁感应规律的应用 学案（粤教版选修3-2）1．情景分析：如图1所示，铜棒Oa 长为L ，磁场的磁感应强度为B ，铜棒在垂直于匀强磁场的平面上绕O 点以角速度ω匀速转动，则棒切割磁感线的等效速度v ＝ωL2，产生的感应电动势E ＝12BL 2ω，由右手定则可判定铜棒的O 端电势较高．图12．如图2所示，导体棒ef 沿着导轨面向右匀速运动，导轨电阻不计．导体棒ef 相当于电源，e 是正极，f 是负极，电源内部电流由负极流向正极；R 和R g 构成外电路，外电路中电流由电源正极流向负极．图23．电磁感应中的能量：在由导体切割磁感线产生的电磁感应现象中，导体克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能，即电能是通过克服安培力做功转变来的．4．正在转动的电风扇叶片，一旦被卡住，电风扇电动机的温度上升，时间一久，便发生一种焦糊味，十分危险，产生这种现象的原因是________________________________________________________________________． 答案 见解析解析 电风扇叶片一旦卡住，这时反电动势消失，电阻很小的线圈直接连在电源的两端，电流会很大，所以电风扇电动机的温度很快上升，十分危险．5．当穿过线圈的磁通量发生变化时，下列说法中正确的是( ) A ．线圈中一定有感应电流 B ．线圈中一定有感应电动势C ．感应电动势的大小跟磁通量的变化成正比D ．感应电动势的大小跟线圈的电阻有关 答案 B解析 产生感应电流的条件与产生感应电动势的条件是不同的，只有电路闭合且磁通量发生变化才能产生感应电流，不管电路是否闭合，只要磁通量变化，就一定有感应电动势产生．感应电动势只与磁通量的变化快慢和线圈的匝数有关．6．如图3所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab 以水平速度v 抛出，且棒与磁场垂直，设棒在落下的过程中方向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动的过程中产生的感应电动势大小变化情况是()图3A ．越来越大B ．越来越小C ．保持不变D ．无法判断 答案 C解析 在运用公式E ＝BL v 进行感应电动势的运算时，要注意该公式中B 、L 、v 三者必须互相垂直．如果不互相垂直，要进行相应的分解后运用分量代入运算．本题中切割速度为金属棒的水平分速度，水平分速度不变，故感应电动势大小保持不变，选C.7．如图4所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R ，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F 作用下加速上升的一段时间内，力F 做的功与安培力做的功的代数和等于()图4A ．棒的机械能增加量B ．棒的动能增加量C ．棒的重力势能增加量D ．电阻R 上放出的热量 答案 A解析 棒受重力G 、拉力F 和安培力F A 的作用．由动能定理：W F ＋W G ＋W 安＝ΔE k 得W F＋W 安＝ΔE k ＋mgh ，即力F 做的功与安培力做功的代数和等于机械能的增量，A 项正确．【概念规律练】知识点一 法拉第电机模型的分析1．如图5所示，长为L 的金属棒ab ，绕b 端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁感应强度为B ，求ab 两端的电势差．图5答案 12BL 2ω解析 方法一 棒上各处速率不等，故不能直接用公式E ＝BL v 求解，由v ＝ωr 可知，棒上各点线速度跟半径成正比，故可用棒的中点的速度作为平均切割速度代入公式计算．由v ＝ωL /2，有BL v ＝12BL 2ω，由右手定则判断φa >φb ，即U ab >0，故U ab ＝12BL 2ω方法二 用E ＝n ΔΦΔt来求解．设经过Δt 时间ab 棒扫过的扇形面积为ΔS ＝12LωΔtL ＝12L 2ωΔt变化的磁通量为ΔΦ＝B ΔS ＝12BL 2ωΔt ，所以E ＝n ΔΦΔt ＝nB ΔS Δt ＝12BL 2ω(n ＝1)由右手定则判断φa >φb所以a 、b 两端的电势差为12BL 2ω.点评 当导体棒转动切割磁感线时，若棒上各处磁感应强度B 相同，则可直接应用公式E ＝12BL 2ω. 2．如图6所示，长为L 的导线下悬一小球，在竖直向上的匀强磁场中做圆锥摆运动，圆锥的偏角为θ，摆球的角速度为ω，磁感应强度为B ，则金属导线中产生的感应电动势大小为________．图6答案 12BL 2ωsin 2 θ解析 导线的有效长度为L ′＝L sin θ电动势E ＝12BL ′2ω＝12BL 2ωsin 2 θ点评 导体在磁场中转动，导线本身与磁场并不垂直，应考虑切割磁感线的有效长度．知识点二 电磁感应中的电路问题3．如图7所示，长为L ＝0.2 m 、电阻为r ＝0.3 Ω、质量为m ＝0.1 kg 的金属棒CD 垂直放在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也为L ，棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有R ＝0.5 Ω的电阻，量程为0～3.0 A 的电流表串联在一条导轨上，量程为0～1.0 V 的电压表接在电阻R 的两端，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面．现以向右恒定的外力F 使金属棒右移，当金属棒以v ＝2 m/s 的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一电表未满偏．问：图7(1)此时满偏的电表是什么表？说明理由． (2)拉动金属棒的外力F 有多大？ (3)导轨处的磁感应强度多大？ 答案 (1)见解析 (2)1.6 N (3)4 T解析 (1)假设电流表满偏，则I ＝3 A ，R 两端电压U ＝IR ＝3×0.5 V ＝1.5 V ，将大于电压表的量程，不符合题意，故满偏电表应该是电压表．(2)由能量关系，电路中的电能应是外力做功转化来的，所以有F v ＝I 2(R ＋r )，I ＝UR，两式联立得，F ＝U 2(R ＋r )R 2v＝1.6 N.(3)磁场是恒定的，且不发生变化，由于CD 运动而产生感应电动势，因此是动生电动势．根据法拉第电磁感应定律有E ＝BL v ，根据闭合电路欧姆定律得E ＝U ＋Ir 以及I ＝UR，联立三式得B ＝U L v ＋Ur RL v＝4 T.点评 注意区分电源和外电路，熟练运用闭合电路的有关规律． 4．匀强磁场的磁感应强度B ＝0.2 T ，磁场宽度l ＝3 m ，一正方形金属框边长ad ＝l ′＝1 m ，每边的电阻r ＝0.2 Ω，金属框以v ＝10 m/s 的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图8所示．求：图8(1)画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的I －t 图线；(要求写出作图依据) (2)画出ab 两端电压的U －t 图线．(要求写出作图依据) 答案 见解析解析 线框的运动过程分为三个阶段：第Ⅰ阶段cd 相当于电源，ab 为等效外电路；第Ⅱ阶段cd 和ab 相当于开路时两并联的电源；第Ⅲ阶段ab 相当于电源，cd 相当于外电路，如下图所示．(1)在第一阶段，有I 1＝Er ＋3r＝Bl ′v 4r ＝2.5 A感应电流方向沿逆时针方向，持续时间为t 1＝l ′v ＝110s ＝0.1 sab 两端的电压为U 1＝I 1·r ＝2.5×0.2 V ＝0.5 V (2)在第二阶段，有I 2＝0，U 2＝E ＝Bl ′v ＝2 V t 2＝0.2 s(3)在第三阶段，有I 3＝E4r＝2.5 A感应电流方向为顺时针方向 U 3＝I 3×3r ＝1.5 V ，t 3＝0.1 s规定逆时针方向为电流正方向，故I －t 图象和ab 两端U －t 图象分别如下图所示．点评 第二阶段cd 与ab 全部进入磁场后，回路中磁通量不变化，无感应电流，但ab 、cd 都切割磁感线，有感应电动势，相当于开路时两个并联的电路．【方法技巧练】用能量观点巧解电磁感应问题5．如图9所示，将匀强磁场中的线圈(正方形，边长为L )以不同的速度v 1和v 2匀速拉出磁场，线圈电阻为R ，那么两次拉出过程中，外力做功之比W 1∶W 2＝________.外力做功功率之比P 1∶P 2＝________.图9答案 v 1∶v 2 v 21∶v 22解析 线圈匀速拉出磁场，故其动能未变化．线圈中由于电磁感应产生电流，即有电能产生，且电能全部转化为内能，故外力做多少功就有多少内能产生．W ＝Q ＝I 2R Δt ＝⎝⎛⎫ΔΦ2R Δt ＝(ΔΦ)2R Δt ∝1Δt∝v故W 1∶W 2＝v 1∶v 2同理，由P ＝W Δt ＝Q Δt∝v 2可得P 1∶P 2＝v 21∶v 22 方法总结 两次均匀速把线框拉出磁场都有F 安＝F 外，但两次的外力不同．6．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图10所示，抛物线的方程为y ＝x 2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y ＝a 的直线(图中的虚线所示)，一个质量为m 的小金属块从抛物线y ＝b (b >a )处以速度v 沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是()图10A ．mgb B.12m v 2C ．mg (b －a )D ．mg (b －a )＋12m v 2答案 D解析 金属块在进入磁场或离开磁场的过程中，穿过金属块的磁通量发生变化，产生电流，进而产生焦耳热．最后，金属块在高为a 的曲面上做往复运动．减少的机械能为mg (b －a )＋12m v 2，由能量的转化和守恒可知，减少的机械能全部转化成焦耳热，即选D.方法总结 在电磁感应现象中，感应电动势是由于非静电力移动自由电荷做功而产生的，要直接计算非静电力做功一般比较困难，因此要根据能量的转化及守恒来求解．。
高中物理第1章电磁感应第5节电磁感应规律的应用课件粤教版选修3-21
图158
5．如图 1-5-9 所示，竖直固定的光滑 U 形金属导轨 MNOP 每米长度的电阻 为 r，MN 平行于 OP，且相距为 l，磁感应强度为 B 的匀强磁场 与导轨所在平面垂直．有一质量为 m、电阻不计的水平金属杆 ab 可在导轨上自由滑动，滑动过程中与导轨接触良好且保持垂 直．将 ab 从某一位置由静止开始释放后，下滑 h 高度时速度达 到最大，在此过程中，电路中产生的热量为 Q，以后设法让杆 图159 ab 保持这个速度匀速下滑，直到离开导轨为止 .求：
2．转动切割电动势的大小
如图 1-5-1 所示，电机工作时电动势的大小： E＝ΔΔΦt ＝BπTL2＝B2ππL2＝__12_B_ω_L_2__.
ω
或 E＝BLv 中＝BL12Lω＝12BωL2.
图151
3．电势高低的判断 产 生 电 动 势 的 导 体 相 当 于电___源___ ， 在 电 源 内 部 电 动 势 的 方 向 从
_低___电__势__指向_高___电__势__． 4．电磁感应中的电路问题 (1)内电路和外电路 切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于_电___源__． 该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内__电___阻_，其余部分是_外__电___阻．
(2)电源电动势和路端电压 电动势：E＝nΔΔΦt 或 E＝_B__L_v_s_in__θ. 路端电压：U＝___E__－___Ir____. (3)电流方向 在电源内部：电流由_负___极流向_正___极． 在电源外部：电流由__正__极经用电器流向_负___极．
D．外力对(多选)如图 1-5-8 所示，两根足够长的光滑导轨竖直 放置，间距为 L，底端接阻值为 R 的电阻．将质量为 m 的金 属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良 好，导轨所在平面与磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直，除电 阻 R 外其余电阻均不计．现将金属棒从弹簧原长位置由静止 释放，则( )【导学号：90270023】
高中物理选修3-2教案 4.5《电磁感应现象的两类情况》
电磁感应现象的两种情况教学目标1. 知识与技能(1)了解感生电场，会解释感生电动势的产生原因． (2)了解动生电动势的产生条件和洛伦兹力的关系．(3)掌握两种感应电动势的区别与联系，会应用分析实际问题． (4)了解电磁感应规律的一般应用，会分析科技实例． 2. 过程与方法通过同学们之间的讨论、研究增强对两种电动势的认知深度，同时提高学习物理的兴趣． 3. 情感、态度与价值观通过对相应物理学史的了解，培养热爱科学、尊重知识的良好品德． 教学重点难点感生电动势与动生电动势的概念。
对感生电动势与动生电动势实质的理解。
教学方法与手段以类比为先导，引领学生在复习干电池电动势中非静电力作用的基础上，说明感应电场和洛伦兹力在产生感应电动势中的作用，并能应用感生电动势和动生电动势解答相关问题。
类比讨论学习为主，发动学生对电子感应加速器的讨论从而加深理解。
课前准备多媒体课件、实物投影仪、视频片断。
导入新课[事件1]教学任务：复习提问，导入新课。
师生活动：情景导入，放映PPT 课件展示提问的问题。
一、复习提问：1．法拉第电磁感应定律的内容是什么？数学表达式是什么？ 答：感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，即E ＝n ΔΦΔt。
2．导体在磁场中切割磁感线产生的电动势与什么因素有关，表达式是什么，它成立的条件又是什么？答：导体在磁场中切割磁感线产生的电动势的大小与导体棒的有效长度、磁场强弱、导体棒的运动速度有关，表达式是E＝BLvsinθ，该表达式只能适用于匀强磁场中。
3．干电池中电动势是怎样产生的？参照相关图片，回顾所学电池电动势中有关非静电力做功的知识，其他学生补充。
二、引入新课：在电磁感应现象中，由于引起磁通量的变化的原因不同，感应电动势产生的机理也不同，本节课我们就一起来学习感应电动势产生的机理。
讲授新课[事件2]教学任务：感生电场和感生电动势。
师生活动：学生阅读教材19页“电磁感应现象中的感生电场”部分，分析讨论闭合电路中产生感应电流的原因。
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0002页 0051页 0099页 0150页 0183页 0248页 0315页 0383页 0437页 0491页 0557页 0617页 0619页
第一章 电磁感应 第二节 研究产生感应电流的条件 第四节 法拉第电磁感应定律 第六节 法拉第电磁感应定律的应用（二） 第八节 涡流现象及其应用 第二章 交变电流 第二节 交变电流的描述 第四节 电感器对交变电流的作用 第六节 变压器 本章小结 第一节 认识传感器 第三节 传感器的应用 *第五节 用传感器测磁感应强度
第一章 电磁感应
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第一节 电磁感应现象
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第二节 研究产生感应电流的条 件
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第三节 探究感应电流的方向
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第四节 法拉第磁感应定律
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第五节 法拉第电磁感应定律的 应用（一）
2019高中物理 第一章 电磁感应 第五节 电磁感应规律的应用分层训练 粤教版选修3-2
第五节 电磁感应规律的应用A 级 抓基础1．穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化的图象分别如图所示．下列关于回路中产生的感应电动势的论述中正确的是( )A ．图①中回路产生的感应电动势恒定不变B ．图②中回路产生的感应电动势一直在变大C ．图③中回路0～t 1时间内产生感应电动势小于在t 1～t 2时间内产生感应电动势D ．图④中回路产生的感应电动势先变小后变大解析：根据法拉第电磁感应定律我们知道感应电动势与磁通量的变化率成正比，即E ＝n ΔΦΔt ，结合数学知识我们知道：穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化的图象的斜率k ＝ΔΦΔt .图①中磁通量Φ不变，无感应电动势，故A 错误；图②中磁通量Φ随时间t 均匀增大，图象的斜率k 不变，也就是说产生的感应电动势不变，故B 错误；图③中回路在0～t 1时间内磁通量Φ随时间t 变化的图象的斜率为k 1，在t l ～t 2时间内磁通量Φ随时间t 变化的图象的斜率为k 2，从图象中发现： k 1大于k 2的绝对值．所以在0～t 1时间内产生的感应电动势大于在t l ～t 2时间内产生的感应电动势，故C 错误；图④中磁通量Φ随时间t 变化的图象的斜率先变小后变大，所以感应电动势先变小后变大，故D 正确．答案：D2．如图所示，一闭合线圈从高处自由落下，穿过一个有界的水平方向的匀强磁场区(磁场方向与线圈平面垂直)，线圈的一个边始终与磁场区的边界平行，且保持竖直的状态不变．在下落过程中，当线圈先后经过位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时，其加速度的大小分别为a 1、a 2、a 3.下列关系正确的是( )A ．a 1<g ，a 2＝0，a 3＝gB ．a 1<g ，a 2<g ，a 3<gC ．a 1<g ，a 2＝g ，a 3<gD ．a 1<g ，a 2>g ，a 3<g解析：当线圈刚进入磁场时，由于穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知此时的感应电流产生的磁场要阻碍物体间的相对运动，即线圈受到向上的安培力，此过程中有mg －F ＝ma ，所以a 1<g ，当线圈完全进入磁场后，磁通量不变，此过程中无感应电流产生，即线圈只受重力作用，故a 2＝g ；当线圈穿出磁场过程中，根据楞次定律可知，产生的磁场要阻碍线圈离开磁场，即产生向上的安培力，所以此时有mg －F ＝ma ，即a 3<g ，C 正确．答案：C3.(多选)如图所示，有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R ，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感强度为B .一根质量为m 的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度v m ，则( )A ．如果B 增大，v m 将变大 B ．如果α变大，v m 将变大C ．如果R 变大，v m 将变大D ．如果m 变小，v m 将变大解析：金属杆做加速度减小的加速运动，当加速度为零时速度达到最大，此时mg sin α＝F 安＝B BLv mRL ，所以v m ＝mgR sin αB 2L 2.可知B 、C 对． 答案：BC4.如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R ，金属棒与两导轨始终保持垂直并接触良好，金属棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在与导轨平面垂直的匀强磁场中，金属棒在竖直向上的恒力F 作用下加速上升，此过程中力F 做的功与安培力做的功的代数和等于( )A ．棒的机械能增加量B ．棒的动能增加量C ．棒的重力势能增加量D ．电阻R 上放出的热量解析：棒受到重力、安培力、恒力F 的作用，安培力和恒力F 做功的代数和(安培力做负功)等于棒的机械能的增加量，故A 正确；棒加速上升过程中，根据动能定理，棒的动能增加量等于棒受到的重力、安培力、恒力F 的合力做的功，故B 错误；棒加速上升过程中，棒的重力做负功，棒的重力势能增加，棒克服重力做的功就等于棒重力势能的增加量，故C 错误；导轨克服安培力做的功等于电阻R 上放出的热量，故D 错误．答案：A5．一架直升机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B .直升机螺旋桨叶片的长度为l ，螺旋桨转动的频率为f ，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动．螺旋桨叶片的近轴端为a ，远轴端为b ，如图所示．如果忽略a 到转轴中心线的距离，用ε表示每个叶片中的感应电动势，则( )A ．ε＝πfl 2B ，且a 点电势低于b 点电势 B ．ε＝2πfl 2B ，且a 点电势低于b 点电势C ．ε＝πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势D ．ε＝2πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势解析：每个叶片都切割磁感线，根据右手定则，a 点电势低于b 点电势．又v ＝l ω＝2πfl ，所以电动势为E ＝12Bl 2ω＝12Bl 2×2πf ＝πfl 2B .故A 正确，B 、C 、D 错误．答案：AB 级 提能力6．有人把自行车进行了改装，在后车轮上装上了一个小型发电机，想看电视时，就骑在自行车上不停地蹬车，可供电视、照明用电．发电机原理如图甲所示，在匀强磁场中，磁感应强度为B ，放置一个有固定转轴的发电轮，如图乙所示，发电轮平面与磁感应强度垂直，发电轮半径为r ，轮轴和轮缘为两个输出电极，该发电机输出电压接一理想变压器，再给一小灯泡供电，则下列说法中正确的是( )图甲 图乙A ．当人蹬车的速度增大时，小灯泡两端的电压降低B ．当人蹬车的速度增大时，小灯泡两端的电压不变C ．小灯泡的功率与发电机转速无关D ．小灯泡的功率随发电机转速的增大而增大解析：PQ 输出端的电压为U ＝12B ωr 2，当人蹬车的速度增大时，小灯泡两端的电压增大，选项AB 错误；小灯泡的功率： P ＝U 2R ＝B 2ω2r 44R，则小灯泡的功率随发电机转速的增大而增大，选项C 错误，D 正确．答案：D7.(多选)如图所示，将边长为l 的正方形闭合线圈以不同速度v 1、v 2向右匀速拉出磁场时(v 1<v 2)，下列结论正确的是( )A ．拉力所做的功W 2>W 1B ．拉力的功率P 2>P 1C ．流过线框的电荷量Q 2>Q 1D ．线框中的感应电流I 2>I 1解析：速度越大，感应电动势、感应电流越大，拉力等于安培力，安培力F ＝BIL ，可知拉力越大，由W ＝Fs 可知A 对；拉力的功率等于安培力的功率P ＝Fv ，B 对；电荷量q ＝It ＝ΔΦR Δt Δt ＝ΔΦR ＝BSR相同，C 错、D 对．答案：ABD8.(多选)如图所示，让闭合线圈abcd 从高h 处下落时，进入匀强磁场中，在bc 边开始进入磁场到ad 边刚进入磁场的这一段时间内，线圈可能的运动情况是()A ．匀加速运动B ．匀速运动C ．变加速运动D ．变减速运动解析：如果刚开始进入时，重力和安培力相等，则线圈受力平衡，做匀速直线运动，若重力大于安培力，进入磁场后，线圈速度增大，安培力F ＝B 2L 2vR随着速度增大而增大，所以合力减小，做变加速直线运动，若安培力大于重力，线圈进入磁场时，合力向上，速度减小，安培力减小，所以合力减小，加速度减小，故做变减速直线运动，故B 、C 、D 正确．答案：BCD9．如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一只圆形金属圈，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属圈的质量为m ＝0.1 kg ，半径为r ＝0.1 m ，导线单位长度的阻值为ρ＝0.1 Ω/m ，金属圈的上半部分处在一方向垂直圈面向里的有界匀强磁场中，磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图乙所示，金属圈下半部分在磁场外．已知从t ＝0时刻起，测得经过10 s 丝线刚好被拉断．重力加速度g 取10 m/s 2.求：图甲 图乙(1)导体圆中感应电流的大小及方向； (2)丝线所能承受的最大拉力F ； (3)此过程中金属圈中产生的焦耳热Q .解析：(1)由楞次定律可知，导体圆中电流方向为逆时针方向，由图乙知： ΔBΔt＝0.8 T/s 导体圆的电阻为：R ＝2πr ρ圆中感应电流为：I ＝ΔΦΔtR ＝ΔB Δt ·πr 222πr ρ＝ΔB Δt ·r 4ρ＝0.8×0.14×0.1 A ＝0.2 A.(2)t 时刻磁感应强度为：B ＝ΔBΔtt ，导体圆受到的安培力为：F 安＝BI ·2r ， 细线的拉力F ＝F 安＋mg ＝2BIr ＋mg ， 当t ＝10 s 时，代入数据，得F ＝1.32 N. (3)金属圈内产生的焦耳热为：Q ＝I 2Rt ， 代入数据，得Q ＝0.025 J.答案：(1)0.2 A 逆时针方向 (2)1.32 N (3)0.025 J10．如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN 、PQ 固定在竖直平面内，两导轨间的距离为L ＝1 m ，导轨间连接的定值电阻R ＝3 Ω，导轨上放一质量为m ＝0.1 kg 的金属杆ab ，金属杆始终与导轨连接良好，杆的电阻r ＝1 Ω，其余电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B ＝1.0 T 的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里．重力加速度g ＝10 m/s 2，现让金属杆从AB 水平位置由静止释放，求：(1)金属杆的最大速度；(2)当金属杆的加速度是5 m/s 2，安培力的功率是多大？(3)若从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中，电阻R 上产生的焦耳热Q ＝0.6 J ，则通过电阻R 的电量是多少？解析：(1)设金属杆下落时速度为v ，感应电动势为E ＝BLv ，电路中的电流为I ＝ER ＋r，金属杆受到的安培力F ＝BIL ，当安培力与重力等大反向时，金属杆速度最大，即F ＝mg ，联立可得v ＝4 m/s.(2)设此时金属杆的速度为v 1，安培力为F 1，则有F 1＝B 2L 2v 1R ＋r，根据牛顿第二定律有mg －F 1＝ma ，安培力的功率为P ＝F 1v 1，已知a ＝5 m/s 2，联立可得P ＝1 W. (3)电路中总焦耳热Q 总＝R ＋rRQ ＝0.8 J ， 由能量守恒可得mgh ＝12mv 2＋Q 总，所以金属杆下落的高度为h ＝1.6 m ， 此过程中平均感应电动势为E ＝ΔΦΔt ＝BLhΔt ，平均电流为I ＝ER ＋r，通过电阻R 的电量为q ＝It ，联立解得q ＝0.4 C.答案：(1)4 m/s (2)1 W (3)0.4 C。
【物理】4.5《电磁感应规律的应用》课件(新人教选修3-2)
× × × × × × × × × × × × × L × ×
M ×× ×× ×× ×× ×× N
V
二,理论探究感生电动势的产生 电流是怎样产生的? 电流是怎样产生的? 自由电荷为什么会运动? 自由电荷为什么会运动? 猜想:使电荷运动的力可能是 猜想: 洛伦兹力,静电力, 洛伦兹力,静电力,或者是其它力 使电荷运动的力难道是变化 的磁场对其施加的力吗? 的磁场对其施加的力吗?
动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关. 动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关.
探讨:
※洛伦兹力做功吗? 洛伦兹力做功吗?
※能量是怎样转化的呢? 能量是怎样转化的呢? F2 -
洛伦兹力不做功,不提供 洛伦兹力不做功, 能量, 能量,只是起传递能量的 作用. 作用.即外力克服洛伦
U F洛 F1
ω
兹力的一个分量F 兹力的一个分量F2所 做的功, 做的功,通过另一个 分量F 分量F1转化为感应电 流的能量
文本呈现: 当导体棒在匀强磁场B中以速度v运动时 当导体棒在匀强磁场B中以速度v运动时,导体棒 内部的自由电子要受到洛伦兹力作用, 洛伦兹力作用 内部的自由电子要受到洛伦兹力作用,在洛仑兹力 作用下电子沿导线向 端定向运动, 端和C 作用下电子沿导线向D 端定向运动,使D端和C端出 异种电荷 负极(低电势), ),C 现了等量异种电荷, 现了等量异种电荷,D为负极(低电势),C为正极 高电势)则导体CD相当一个电源 CD相当一个电源. (高电势)则导体CD相当一个电源.
实际应用 例题:光滑导轨上架一个直导体棒MN,设MN向右匀速 例题:光滑导轨上架一个直导体棒MN MN, MN向右匀速 运动的速度为V MN长为L,不计其他电阻求 长为L,不计其他电阻求: 运动的速度为V,MN长为L,不计其他电阻求: 导体MN做匀速运动时受到的安培力大小和方向? MN做匀速运动时受到的安培力大小和方向 (1)导体MN做匀速运动时受到的安培力大小和方向? 导体MN受到的外力的大小和方向? MN受到的外力的大小和方向 (2)导体MN受到的外力的大小和方向? MN向右运动 位移, 向右运动S (3)MN向右运动S位移,外力克服安培力做功的表达 式是什么? 式是什么? 在此过程中感应电流做功是多少? (4)在此过程中感应电流做功是多少? 结论:在纯电阻电路中, 结论:在纯电阻电路中,外力克 服安培力做了多少功将有多少热 量产生. 量产生.
2019年高中物理第一章电磁感应课时跟踪检测五自感现象及其应用含解析粤教版选修3_2
自感现象及其应用．(多选)关于线圈自感系数的说法，正确的是( )．自感电动势越大，自感系数也越大．把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小．把线圈匝数增加一些，自感系数变大．电感是自感系数的简称解析：选自感系数的大小是由线圈的匝数、材料、粗细、有无铁芯等决定的，与电流大小、自感电动势大小无关，匝数越多，自感系数越大，有铁芯时，自感系数显著增大，故错误，、正确；同时，自感系数简称为电感，故也正确。
．(多选)下列说法正确的是( )．当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势．当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反．当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反解析：选由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，选项正确；当线圈中电流反向时，相当于电流减小，由楞次定律可知，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，选项错误；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流增大，自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，选项正确；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，选项错误。
．(多选)如图所示，闭合电路中的螺线管可自由伸缩，螺线管有一定的长度，灯泡具有一定的亮度。
若将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管内，则将看到( )图．灯泡变亮．灯泡变暗．螺线管变长．螺线管缩短解析：选当软铁棒插入螺线管中时，穿过螺线管的磁通量增加，故产生反向的自感电动势，使总电流减小，灯泡变暗，每匝线圈间同向电流吸引力减小，螺线管变长，故、对。
．在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采用双线并绕法，如图所示，其道理是( )图．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消．因电流反向，两股导线中产生的磁通量互相抵消，没有磁通量的变化．以上说法均不对解析：选由于采用了双线绕法，两根平行导线中的电流反向，它们的磁场相互抵消，不论导线中的电流如何变化，线圈中的磁通量始终为零，所以消除了自感现象的影响。
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1
第一章 电磁感应
第五节 电磁感应规律的应用
A级 抓基础
1.如图所示，在一均匀磁场中有一导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面
垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一段导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动，杆
ef
及线框中导线的电阻都可不计．开始时，给ef一个向右的初速度，则( )
A．ef将减速向右运动，但不是匀减速
B．ef将匀减速向右运动，最后停止
C．ef将匀速向右运动
D．ef将往返运动
解析：ef向右运动，在闭合回路中产生感应电流，根据楞次定律，ef棒受安培力将阻
碍其向右运动，即ef要克服安培力做功而使动能减少，故ef是向右做减速运动．但值得
注意的是，随速度v的减小，加速度减小，故不可能做匀减速运动．A正确．
答案：A
2．如图所示，一闭合线圈从高处自由落下，穿过一个有界的水平方向的匀强磁场区(磁
场方向与线圈平面垂直)，线圈的一个边始终与磁场区的边界平行，且保持竖直的状态不
变．在下落过程中，当线圈先后经过位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时，其加速度的大小分别为a1、a2、a3.
下列关系正确的是( )
A．a1
应电流产生的磁场要阻碍物体间的相对运动，即线圈受到向上的安培力，此过程中有mg－
F
＝ma，所以a1
线圈离开磁场，即产生向上的安培力，所以此时有mg－F＝ma，即a3
2
3.(多选)如图所示，有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电
阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感强度为B.一根质量为m的金属
杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm，则
( )
A．如果B增大，vm将变大
B．如果α变大，vm将变大
C．如果R变大，vm将变大
D．如果m变小，vm将变大
解析：金属杆做加速度减小的加速运动，当加速度为零时速度达到最大，此时mgsin α
＝F安＝BBLvmRL，所以vm＝mgRsin αB2L2.可知B、C对．
答案：BC
4.(多选)如图所示，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，
下列判断中正确的是( )
A．金属环在下落过程中的机械能守恒
B．金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量
C．金属环的机械能先减小后增大
D．磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力
解析：金属环在下落过程中磁通量发生变化，有感应电流产生，机械能不守恒，A错；
由能量守恒可知，重力势能的减小量转为动能的增加量和焦耳热的产生，B对；金属环的机
械能始终减小，C错；由楞次定律，安培力的效果总是阻碍磁通量的变化，所以两者间的安
培力为斥力，D对．
答案：BD
5．一架直升机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为
B.直升机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f
，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺
旋桨按顺时针方向转动．螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示．如果忽略a到
转轴中心线的距离，用ε表示每个叶片中的感应电动势，则( )
3
A．ε＝πfl2B，且a点电势低于b点电势
B．ε＝2πfl2B，且a点电势低于b点电势
C．ε＝πfl2B，且a点电势高于b点电势
D．ε＝2πfl2B，且a点电势高于b点电势
解析：每个叶片都切割磁感线，根据右手定则，a点电势低于b点电势．又v＝lω＝2
πfl，所以电动势为E＝12Bl2ω＝12Bl2×2πf＝πfl2B.故A正确，B、C、D错误．
答案：A
B级 提能力
6．如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；
磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、
垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中
所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化．为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电
流，磁感应强度随时间的变化率ΔBΔt的大小应为( )
A.4ωB0π B.2ωB0π
C.ωB0π D.ωB02π
解析：线圈匀速转动过程中，I＝Er＝12B0R2ωr＝12B0R2ωr；要使线圈产生相同电流，I＝Er＝
1rΔΦΔt＝1rΔB12πR2Δt＝12π1rΔBR2Δt，所以ΔBΔt＝ω
B
0
π
，所以C正确．
答案：C
7.(多选)如图所示，将边长为l的正方形闭合线圈以不同速度v1、v2向右匀速拉出磁场
时(v1
A．拉力所做的功W2>W1
B．拉力的功率P2>P1
C．流过线框的电荷量Q2>Q1
D．线框中的感应电流I2>I1
解析：速度越大，感应电动势、感应电流越大，拉力等于安培力，安培力F＝BIL，可
知拉力越大，由W＝Fs可知A对；拉力的功率等于安培力的功率P＝Fv，B对；电荷量q＝
It＝ΔΦRΔtΔt
＝ΔΦR＝BSR相同，C错、D对．
答案：ABD
8.(多选)如图所示，让闭合线圈abcd从高h处下落时，进入匀强磁场中，在bc边开
始进入磁场到ad边刚进入磁场的这一段时间内，线圈可能的运动情况是( )
A．匀加速运动 B．匀速运动
C．变加速运动 D．变减速运动
解析：如果刚开始进入时，重力和安培力相等，则线圈受力平衡，做匀速直线运动，若
重力大于安培力，进入磁场后，线圈速度增大，安培力F＝B2L2vR随着速度增大而增大，所以
合力减小，做变加速直线运动，若安培力大于重力，线圈进入磁场时，合力向上，速度减小，
安培力减小，所以合力减小，加速度减小，故做变减速直线运动，故B、C、D正确．
答案：BCD
9．如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一只圆形金属圈，现被一根绝缘丝线悬挂在
竖直平面内处于静止状态，已知金属圈的质量为m＝0.1 kg，半径为r＝0.1 m，导线单位长
度的阻值为ρ＝0.1 Ω/m，金属圈的上半部分处在一方向垂直圈面向里的有界匀强磁场中，
磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，金属圈下半部分在磁场外．已知从t＝0时
刻起，测得经过10 s丝线刚好被拉断．重力加速度g取10 m/s2.求：
图甲 图乙
(1)导体圆中感应电流的大小及方向；
(2)丝线所能承受的最大拉力F；
(3)此过程中金属圈中产生的焦耳热Q.
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解析：(1)由楞次定律可知，导体圆中电流方向为逆时针方向，由图乙知：
Δ
B
Δ
t
＝0.8 T/s
导体圆的电阻为：R＝2πrρ
圆中感应电流为：I＝ΔΦΔtR＝ΔBΔt·πr222πrρ＝ΔBΔt·r4ρ＝0.8×0.14×0.1 A＝0.2 A.
(2)t时刻磁感应强度为：B＝ΔBΔtt，
导体圆受到的安培力为：F安＝BI·2r，
细线的拉力F＝F安＋mg＝2BIr＋mg，
当t＝10 s时，代入数据，得F＝1.32 N.
(3)金属圈内产生的焦耳热为：Q＝I2Rt，
代入数据，得Q＝0.025 J.
答案：(1)0.2 A 逆时针方向 (2)1.32 N (3)0.025 J
10．如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内，两导轨间的
距离为L＝1 m，导轨间连接的定值电阻R＝3 Ω，导轨上放一质量为m＝0.1 kg的金属杆
ab，金属杆始终与导轨连接良好，杆的电阻r
＝1 Ω，其余电阻不计，整个装置处于磁感应
强度为B＝1.0 T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里．重力加速度g＝10 m/s2，
现让金属杆从AB水平位置由静止释放，求：
(1)金属杆的最大速度；
(2)当金属杆的加速度是5 m/s2，安培力的功率是多大？
(3)若从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q＝0.6
J，则通过电阻R的电量是多少？
解析：(1)设金属杆下落时速度为v，感应电动势为E＝BLv，电路中的电流为I＝ER＋r，
金属杆受到的安培力F＝BIL，当安培力与重力等大反向时，金属杆速度最大，即F＝mg，联
立可得v＝4 m/s.
(2)设此时金属杆的速度为v1，安培力为F1，则有F1＝B2L2v1R＋r，
根据牛顿第二定律有mg－F1＝ma，
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安培力的功率为P＝F1v1，已知a＝5 m/s2，联立可得P＝1 W.
(3)电路中总焦耳热Q总＝R＋rRQ＝0.8 J，
由能量守恒可得mgh＝12mv2＋Q总，
所以金属杆下落的高度为h＝1.6 m，
此过程中平均感应电动势为E＝ΔΦΔt＝BLhΔt，
平均电流为I＝ER＋r，通过电阻R的电量为q＝It，
联立解得q＝0.4 C.
答案：(1)4 m/s (2)1 W (3)0.4 C